化学反应热的计算练习题

1、高中化学必修4 化学反应原理（概念全集）第一章 化学反应与能量第一节 化学反应与能量的变化1. 反应热: 化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以用热量来表述，叫反应热。 反应热产生的原因：生成物分子形成时所释放的总能量与反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量的差即为该反应的反应热。【新增】1.焓：1 mol用于表示物质所具有的能量的这一固有性质的物理量，叫做焓(H)。2. 焓变(H)：一个化学反应的生成物与反应物的焓值差，即：HH（生成物）H（反应物）3. 反应热与焓变的关系：在恒压条件下进行的化学反应，若反应中物质的能量变化全部转化为热能，则反应前后物质的焓变就等于该反应的反应热。说明： 焓

2、(H)是与物质的内能有关的物理量。 H的单位是kJ/mol或kJmol。【注意：H的单位中mol的含义。反应焓变单位中的“mol”表明参加反应的各物质的物质的量与化学方程式中各物质的化学计量数相同，它是指每摩尔某一反应，而不是指某一物质的微粒等。】 任何化学反应都有反应热。 许多化学反应的反应热可以通过实验直接测得。4. 放热反应: 化学反应过程中生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量的反应。5. 吸热反应: 化学反应过程中生成物释放的总能量小于反应物吸收的总能量的反应。6. H的符号与意义： 由于反应后放出的热量使反应体系的能量降低(使环境的能量升高)，故放热反应的H为“ ”，H0；而吸热

3、反应使反应体系的能量升高(使环境的能量降低)，故吸热反应的H为“ + ” H0。见下图 1-1 7. 热化学方程式：能表示参加反应物质的量和反应热之间的关系的化学方程式。8. 热化学方程式表示意义：既表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的焓变。9. 热化学方程式与普通化学方程式的区别化学方程式热化学方程式化学计量数是整数，即表示微粒个数又表示该物质的物质的量既可以是整数，也可以是分数，只表示物质的物质的量状态不要求注明必须在化学式后注明H的正负号、数值及单位无必须注明意义表明了化学反应中的物质变化不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。10. 书写热化学方程式时

4、应注意的问题 要在化学方程式的右边标出焓变(H)，放热反应，H为“ ”， 吸热反应，H为“ + ”，H的单位是：kJmol或Jmol。 由于H与测定条件有关(因压强对反应焓变影响很小)，因此应在H后注明反应温度，因为在不温度下进行同一反应，其反应焓变是不同的，在25C、101kPa下进行的反应，可不注明。 热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数或原子数，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。 要在物质的化学式后面用括号注明反应物和生成物的聚集状态，一般用英文字母g、l和s分别表示物质的气态、液态和固态，水溶液中的溶质则用aq表示。 根据焓的性质

5、，若化学方程式中各物质前的化学计量数加倍，则H的数值也加倍；若反应逆向进行，则H改变符号，但绝对值不变。11. 方法技巧拓展 常见的吸热反应和放热反应 常见的吸热反应 大多数分解反应 C + CO2CO；C + HOCO + H；H+CuOCu + HO;Ba(OH)8 HO(晶体) + 2NHCl(晶体) = BaCl+ 2NH+ 10 HO. 常见的放热反应 燃烧反应； 中和反应； 金属与水、酸或碱的反应； 铝热反应； 大部分化合反应。 对反应热和H计算表达式的理解 反应热：一般可用量热计直接测量。其值受各种因素(如温度、压强及物质聚集状态等)的影响，在中学化学中，一般研究在敞口容器中进行

6、的反应，即恒定条件下反应放出和吸收的热量。 另外注意：反应热是指化学反应过程中的能量变化，物理变化或原子核变化中的能量变化不是反应热，如浓硫酸的稀释烦热，NH NH溶于水的吸热等。 H有三种表达方式 H = 吸收的能量 释放的能量 H = 生成物的能量 反应物的能量 H = 反应物的键能之和 生成物的键能之和 表达式的理解：H0或H为“ + ”，反应吸热；H0或H为“ ”，反应放热。 表达式的理解：如果反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量，反应时就会以 热能的形式放出，即放热。反之，则吸热。 表达式的理解：反应物的键能越小，稳定性越弱，能量就越高，破坏它需要的能量就越 小；生成物的键能

7、越大，稳定性越强，能量就越低，释放的能量就越大， 故需要放出能量，H为负；反之，H为正。 正确理解热化学方程式 热化学方程式是指反应已完成的量，而H的值与反应完成的量有关，故方程式中的化学计量数必须与H相对应，成比例变化。 对于可逆反应的情况，正反应与逆反应的H数值相等，符号相反，尤其注意：如合成氨的反应3 H(g) + N(g)2NH(g) H = - 92.4 kJ/mol是指生成2 mol NH时放出92.4 kJ的热量，而不是3 mol H与1 mol N混合在一定条件下反应就可放出92.4 kJ的热量，实际放出的热量小于92.4 kJ。 同一反应中物质的聚集状态不同，反应热数值大小也

8、不同。 中和热的测定 中和热的测定是中学化学中一个重要的定量实验，操作要求极高。 实验原理 在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol HO，这时的反应热叫做中和热。本实验通过测定酸碱中和反应前后溶液温度的变化，计算反应过程中所放出的热量，并由此求得中和热。【注意： 定义中的“稀溶液”一般是指酸、碱的物质的量浓度均小于或等于1 mol/L的溶液，因为溶液混 合时会产生溶解热效应而影响中和热的测定。 实验测得生成1 mol水放出57.3kJ的热量是指强 酸、强碱在稀溶液中发生中和反应时的中和热， 有弱酸或弱碱参加的中和反应，实验测出的中和热数值一般低于57.3kJ，因为弱电解质反应时会继续

9、电离，电离时要吸热。 中和热是以生成1 mol水所放出的热量来定义的，因此在书写中和热的热化学方程式时，就以生成1 mol水为标准来配平其余物质的化学计量数。】 实验用品（以盐酸和NaOH溶液的反应为例） 仪器：量筒（50 mL两个）、大烧杯（500 mL）、小烧杯（100 mL）、泡沫塑料或纸条、 泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个孔）、环形玻璃搅拌棒。 药品：0.50 mol/L盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液 实验步骤 组装：组装绝热装置。在大烧杯底部垫上泡沫塑料(或纸条)，使放入的小烧杯杯口 与大烧杯杯口相平；然后再在大、小烧杯之间填满泡沫塑料(或纸条)；再在大 烧杯上用泡沫塑料或

10、硬纸板做盖板(如上图所示)。 用一个量筒量取50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入表中，然后把温度计上的酸用水冲洗干净。 用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入表中。 把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入盛盐酸的小烧杯中，并把量筒中NaOH溶液一次倒入小烧杯中，盖好盖板。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度。 重复：重复实验步骤三次。 计算：取三次测量所得数据的平均值作为计算依据。50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L

11、 NaOH溶液发生中和反应放出的热量为（）J/(g)= 0.418kJ.生成1 mol HO时的反应热为H = kJ/ mol.。 注意事项 作为量热器的仪器装置，要尽量减少热量散失。除上述方法，可改用保温杯来做，也可用块状聚苯乙烯泡沫塑料制成与小烧杯外径详尽的绝缘外套来做。 盐酸和NaOH溶液浓度的配置必须准确，NaOH溶液的浓度必须稍大于盐酸，以保证盐酸完全被中和，两者的浓度均宜小不宜大，若浓度偏大，则测定结果误差较大。 盐酸和NaOH溶液的体积必须量取准确。 温度计的读数要准确。a. 水银球部分要完全浸没在溶液中，且要稳定一段时间后再读数；b. 读数时应谨慎细心，把我病毒准最高温度且有同

12、一个人来读；c. 测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸冲洗干净后再测量NaOH溶液的温度。 实验操作要快，以免热量损失，使误差增大。 误差分析 由于在本实验中涉及量筒、温度计两种计量仪器，故其实验误差主要来源于： 体积、温度测量不准； 仪器保温效果不好或操作缓慢造成的热量损失； 实验过程中液体外溅等。第二节 燃烧热 能源1. 燃烧热 概念：在101kPa、25时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，单位为kJ/mol。 【注意：下列元素要生成对应的氧化物CCO；HHO(l)；SSO】 对燃烧热的理解：a. 燃烧热一般是由实验测得的。物质燃烧时放出的热量多少

13、与外界条件(如温度、压强)有关(如果未注明条件，就是指25C、101kPa时的热量)，还与反应物和生成物的聚集状态有关。b. 定义中“1 mol物质”是指1 mol纯净物(单质或化合物)。c. 定义中“完全燃烧生成稳定的氧化物”是指单质或化合物燃烧后变为最稳定的氧化物。如碳燃烧可生成一氧化碳或二氧化碳，而这里是指全部转化成二氧化碳才是稳定的氧化物。水是生成液态水而不是气态水。d. 因为物质燃烧都是放热反应，所以表达物质燃烧时的H均为负值，即H0e. 燃烧热是以1 mol可燃物为标准进行测量的，因此在书写燃烧热的热化学方程式时，其他物质的化学计量数可用分数表示。 【释疑：如何书写表示物质燃烧热的

14、热化学方程式？燃烧热是以1 mol物质完全燃烧缩放出的热量来定义的，因此在书写表示燃烧热的热化学方程式时，应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数，故在其热化学方程式中常出现分数。如：H(g) + O(g) = HO(l) H = -285.8kJ/mol所以H的燃烧热为285.8kJ/mol】 有关燃烧热的计算：一定量的可燃物完全燃烧放出的热量，等于可燃物的物质的量乘以该物质的燃烧热，即Q(放) = n (可燃物) （-H）。【注意： 往往不能正确理解燃烧热的概念，忽视生成物的种类和状态。CCO是不完全燃烧，而SSO不是燃烧产物，在HHO中生成的水为液态，不能是气态。 物质的燃

15、烧热数值越大，其火焰的温度不一定越高。这是因为火焰的温度不仅仅与燃烧热的数值有关，还与外界条件、反应速率及产物等因素有关。例如乙炔和乙烯燃烧的热化学方程式为：CH(g) + O(g) = 2CO(g) + HO(l) H = -1300kJ/molCH(g) + 3O(g) = 2CO(g) + 2HO(l) H = -1411kJ/mol 乙烯的燃烧热大于乙炔的燃烧热，但乙烯的火焰温度却低于乙炔的火焰温度。】2. 能源 能源 定义：能提供能量的资源。 分类：a. 化石燃料(煤、石油、天然气) b. 阳光、风力、流水、潮汐 c. 柴草 地位：是国民经济和社会发展的重要物质基础 我国目前的能源状

16、况 主要能源是化石燃料 化石燃料特点a. 蕴藏量有限b. 不能再生产c. 污染严重d. 最终将会枯竭 能源利用率低 解决能量危机的方法 科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源的使用效率是节约能源的重要措施。 寻找新能源，现在正探索的新能源有太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等。它们资源丰富，可以再生，没有污染或很少污染，是未来的主要能源。3. 方法技巧拓展 燃烧热和中和热的比较燃烧热中和热反应条件25、101kPa酸碱的稀溶液反应物的量1 mol 可燃物，O无限制可能是1 mol也可能不是1 mol生成物的量无限制水是1 mol适应范围可燃物充分燃烧生成稳定氧化物稀溶液中酸碱中

17、和反应影响因素与反应物性质有关和反应物的量无关与酸碱的强弱有关和酸碱的量无关相同点H0 单位 kJ/mol第三节 化学反应热的计算1. 盖斯定律 内容：不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热 是相同的。如图 1-15所示：， 盖斯定律是质量守恒定律和能量守恒定律的共同体现。 对盖斯定律的理解： 途径角度； 能量守恒角度 由于在指定的状态下，各种物质的焓值都是确定且唯一的，因此无论经过哪些步骤从反应物变成产物，它们的差值是不会改变的。 【说明：能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的，二者密不可分，但以物质为主。】 意义：应为有些反应进行得很慢，有些反应不容易直接发生，有些反应的产品不

18、纯(有副反应发生)，这给测定反应的反应热造成了困难。此时如果应用盖斯定律，就可以间接地把它们的反应热计算出来。 【说明：利用盖斯定律应注意以下几点：f. 一个热化学方程式中分子式前的化学计量数同时扩大一定的倍数时，焓变也相应地扩大相同的倍数。g. 若将一个热化学方程式中的反应物与生成物颠倒，则焓变的正负号也相应地改变。h. 若热化学方程式相加，则焓变也相加；若热化学方程式相减，则焓变也相减。】2. 方法技巧拓展 常用的有关反应焓变的简答计算的方法归类： 根据热化学方程式进行计算：焓变(H)与反应物各物质的物质的量成正比。 根据反应物和生成物的能量计算：H = 生成物的能量之和 反应物的能量之和

19、。 根据反应物和生成物的键量计算：H = 生成物的总键量 反应物的总键量。 根据盖斯定律计算： 根据盖斯定律的实质，分析给定反应与所求反应物质与焓变关系。 运用解题技能，将已知热化学方程式进行变换、加减得到待求反应的热化学方程式。 根据比热容和温度差进行计算：。 根据燃烧热、中和热计算：可燃物完全燃烧放出的热量 = n(可燃物) 其燃烧热 中和反应放出的热量 = n(HO) 中和热【应用盖斯定律求反应热通常用两种方法： 虚拟路径法：如：C(s) + O(g) = CO(g)可设计为： 加减法：确定目标方程式后，以每一步反应的中间产物为桥梁对方程式进行化学计量数调整、加减，消去中间产物，得到目标

20、方程式，也做相应的调整和加减运算，即得到目标方程式的。】第三节 化学反应热的计算 1.已知: = Ha = Hb = Hc = Hd 下列关系式正确的是( ) A.acd0 C.2a=b0 解析:在中燃烧为放热反应,所以,a、b、c、d都小于0。所以B、D均不正确。(1)、(3)比较,(1)生成,(3)生成故ac,A项不正确。根据盖斯定律,比较(1)和(2)两个方程式的化学计量数,可知b=2a,C项正确。 答案:C 2.已知25 、101 kPa 下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为 C(s,石墨= H=-393.51 C(s,金刚石= H=-395.41 据此判断,下列说法正确的是( )

21、 A.由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的低 B.由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的高 C.由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的低 D.由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的高 解析:由题中第1个热化学方程式减去第2个热化学方程式可得C(s,石墨)C(s,金刚石) H=+1.9 则等质量的金刚石和石墨相比金刚石能量高,A项正确。 答案:A 3.下列各组热化学方程式中,化学反应的H前者大于后者的是( ) = H C(s)+1/=CO(g) H = H = H = H = H = H = H A.B. C. D

22、. 解析:因此H前者大于后者的有。 答案:C 4.发射”嫦娥一号”月球探测卫星的长征三号甲运载火箭的第三子级使用的燃料是液氢和液氧,已知下列热化学方程式: = H.8 = H.92 = H.84 = H.0 则反应=的反应热H为 ( ) A.+237.46 B.-474.92 C.-118.73 D.-237.46 解析:根据盖斯定律,将反应-可得目标反应方程式,其反应热HHHHH-237.46 。 答案:D 5.100 g碳燃烧所得一定体积的气体中,CO占1/3、占2/3,且已知 =CO(g) H=-110.35 = H=-282.57 = H=-392.92 与这些碳完全燃烧相比较,损失的

23、热量是( ) A.392.92 kJB.2 489.44 kJ C.784.92 kJD.3 274.3 kJ 解析:碳完全燃烧可分两步,先生成CO同时放热,CO燃烧生成再放热,总热量即为完全燃烧放出的热量。因此不完全燃烧与完全燃烧相比,损失的热量就是生成的CO再燃烧时放出的热量。 = H=-282.57 1 mol282.57 kJ /3Q Q=784.92 kJ。 答案:C 6.(2010广东理综)在298 K、100 kPa时,已知: = =2HCl(g) 则与和之间的关系正确的是( ) A.B. C.D. 解析:第三个方程式可由第二个方程式乘以2再与第一个方程式相加得到,由盖斯定律可知

24、,选A。 答案:A 7.(2010重庆理综)已知2HBr(g) H=-72 蒸发1 mol 需要吸收的能量为30 kJ,其他相关数据如下表: 则表中a值为( ) A.404B.260 C.230 D.200 解析:由已知得 H=+30 则=2HBr(g) H=-102 。由题意知:436 a 解得a=200,选D项。 答案:D 8.依据事实,写出下列反应的热化学方程式。 (1)在25 、101 kPa下,1 g甲醇燃烧生成和液态水时放热22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为 。 (2)若适量的和完全反应,每生成23 g 需要吸收16.95 kJ热量,则表示该反应的热化学方程式为 。

25、 (3)用N表示阿伏加德罗常数,在气态)完全燃烧生成和液态水的反应中,每有5N个电子转移时,放出650 kJ的热量,则表示该反应的热化学方程式为 。 (4)已知拆开1 mol HH键,1 mol NH键,1 mol 键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则与反应生成的热化学方程式为 。 解析:(1)1 g甲醇燃烧生成和液态水时放热22.68 kJ,则1 mol甲醇燃烧放热22.68 .76 kJ,甲醇燃烧热的热化学方程式为 H=-725.76 。 (4)已知拆开1 mol HH键、1 mol NH键、1 mol 键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,

26、则 H=946 。 答案: H=-725.76 = H=+67.8 H=-1 300 H=-92 9.发射火箭时利用肼)为燃料作氧化剂,两者反应生成、。已知: = H.2 = =-534 =2HF(g) =-269 /= H.8 (1)肼和二氧化氮反应的热化学方程式为 ,此反应用于火箭推进,除释放大量能量和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是 。 (2)若用氟气代替二氧化氮作氧化剂,则肼和氟气反应的热化学方程式为 。 解析:(1)本题属于盖斯定律的运用,根据盖斯定律可得目标方程式,则:HHH-(+67.2 135.2 故可得肼和二氧化氮反应的热化学方程式为: = H= -1 135.2 由

27、上面所得到的方程式可看出此反应的生成物只有和而和都是大气的组成成分,即生成物没有为大气带来新的杂质,当然不会污染大气了。 (2)由=同第一问根据盖斯定律+可得目标方程式,则目标方程式的HHHH-534 -241.8 .4 即得肼和氟气反应的热化学方程式为: = H=-588.4 。 答案:= H=-1 135.2 不污染环境 = H=-588.4 10.用和的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知: = H=+64.39 = H=-196.46 = H=-285.8 在溶液中Cu与反应生成和的热化学方程式为 。 解析:分析所求反应可知,+即可得目标反应方程式,故HHHH64.39.46 -285.8 .64 。 答案:= H=-319.64 11.已知、和的燃烧热分别是285.8 、1 41